Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
c72048b3e5ac1eeec3545bb0915a347ae2032da3
[simgrid.git] / src / surf / ptask_L07.cpp
1 /* Copyright (c) 2007-2010, 2013-2015. The SimGrid Team.
2  * All rights reserved.                                                     */
3
4 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
5  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
6
7 #include <cstdlib>
8
9 #include <algorithm>
10 #include <unordered_set>
11
12 #include "ptask_L07.hpp"
13
14 #include "cpu_interface.hpp"
15 #include "xbt/lib.h"
16
17 XBT_LOG_EXTERNAL_DEFAULT_CATEGORY(surf_host);
18 XBT_LOG_EXTERNAL_CATEGORY(xbt_cfg);
19
20 /**************************************/
21 /*** Resource Creation & Destruction **/
22 /**************************************/
23 void surf_host_model_init_ptask_L07()
24 {
25   XBT_CINFO(xbt_cfg,"Switching to the L07 model to handle parallel tasks.");
26   xbt_assert(!surf_cpu_model_pm, "CPU model type already defined");
27   xbt_assert(!surf_network_model, "network model type already defined");
28
29   surf_host_model = new simgrid::surf::HostL07Model();
30   all_existing_models->push_back(surf_host_model);
31 }
32
33
34 namespace simgrid {
35 namespace surf {
36
37 HostL07Model::HostL07Model() : HostModel() {
38   maxminSystem_ = lmm_system_new(true /* lazy */);
39   maxminSystem_->solve_fun = &bottleneck_solve;
40   surf_network_model = new NetworkL07Model(this,maxminSystem_);
41   surf_cpu_model_pm = new CpuL07Model(this,maxminSystem_);
42 }
43
44 HostL07Model::~HostL07Model() = default;
45
46 CpuL07Model::CpuL07Model(HostL07Model *hmodel,lmm_system_t sys)
47   : CpuModel()
48   , hostModel_(hmodel)
49   {
50     maxminSystem_ = sys;
51   }
52 CpuL07Model::~CpuL07Model() {
53   lmm_system_free(maxminSystem_);
54   maxminSystem_ = nullptr;
55 }
56 NetworkL07Model::NetworkL07Model(HostL07Model *hmodel, lmm_system_t sys)
57   : NetworkModel()
58   , hostModel_(hmodel)
59   {
60     maxminSystem_ = sys;
61     loopback_     = createLink("__loopback__", 498000000, 0.000015, SURF_LINK_FATPIPE);
62   }
63 NetworkL07Model::~NetworkL07Model()
64 {
65   maxminSystem_ = nullptr; // Avoid multi-free
66 }
67
68
69 double HostL07Model::nextOccuringEvent(double now)
70 {
71   double min = HostModel::nextOccuringEventFull(now);
72   ActionList::iterator it(getRunningActionSet()->begin());
73   ActionList::iterator itend(getRunningActionSet()->end());
74   for (; it != itend; ++it) {
75     L07Action *action = static_cast<L07Action*>(&*it);
76     if (action->latency_ > 0 && (min < 0 || action->latency_ < min)) {
77       min = action->latency_;
78       XBT_DEBUG("Updating min with %p (start %f): %f", action, action->getStartTime(), min);
79     }
80   }
81   XBT_DEBUG("min value: %f", min);
82
83   return min;
84 }
85
86 void HostL07Model::updateActionsState(double /*now*/, double delta) {
87
88   L07Action *action;
89   ActionList *actionSet = getRunningActionSet();
90   ActionList::iterator it(actionSet->begin());
91   ActionList::iterator itNext = it;
92   ActionList::iterator itend(actionSet->end());
93
94   for (; it != itend; it = itNext) {
95     ++itNext;
96     action = static_cast<L07Action*>(&*it);
97     if (action->latency_ > 0) {
98       if (action->latency_ > delta) {
99         double_update(&(action->latency_), delta, sg_surf_precision);
100       } else {
101         action->latency_ = 0.0;
102       }
103       if ((action->latency_ == 0.0) && (action->isSuspended() == 0)) {
104         action->updateBound();
105         lmm_update_variable_weight(maxminSystem_, action->getVariable(), 1.0);
106       }
107     }
108     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g) updated by %g.",
109            action, action->getRemains(), lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
110     action->updateRemains(lmm_variable_getvalue(action->getVariable()) * delta);
111
112     if (action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION)
113       action->updateMaxDuration(delta);
114
115     XBT_DEBUG("Action (%p) : remains (%g).", action, action->getRemains());
116
117     /* In the next if cascade, the action can be finished either because:
118      *  - The amount of remaining work reached 0
119      *  - The max duration was reached
120      * If it's not done, it may have failed.
121      */
122
123     if (((action->getRemains() <= 0) && (lmm_get_variable_weight(action->getVariable()) > 0)) ||
124         ((action->getMaxDuration() != NO_MAX_DURATION) && (action->getMaxDuration() <= 0))) {
125       action->finish();
126       action->setState(Action::State::done);
127     } else {
128       /* Need to check that none of the model has failed */
129       int i = 0;
130       lmm_constraint_t cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i);
131       while (cnst != nullptr) {
132         i++;
133         void *constraint_id = lmm_constraint_id(cnst);
134         if (static_cast<simgrid::surf::Resource*>(constraint_id)->isOff()) {
135           XBT_DEBUG("Action (%p) Failed!!", action);
136           action->finish();
137           action->setState(Action::State::failed);
138           break;
139         }
140         cnst = lmm_get_cnst_from_var(maxminSystem_, action->getVariable(), i);
141       }
142     }
143   }
144 }
145
146 Action *HostL07Model::executeParallelTask(int host_nb, sg_host_t *host_list,
147                                           double *flops_amount, double *bytes_amount,double rate) {
148   return new L07Action(this, host_nb, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
149 }
150
151 L07Action::L07Action(Model *model, int host_nb, sg_host_t *host_list,
152                      double *flops_amount, double *bytes_amount, double rate)
153   : CpuAction(model, 1, 0)
154   , computationAmount_(flops_amount)
155   , communicationAmount_(bytes_amount)
156   , rate_(rate)
157 {
158   int nb_link = 0;
159   int nb_used_host = 0; /* Only the hosts with something to compute (>0 flops) are counted) */
160   double latency = 0.0;
161
162   this->hostList_->reserve(host_nb);
163   for (int i = 0; i<host_nb; i++)
164     this->hostList_->push_back(host_list[i]);
165
166   /* Compute the number of affected resources... */
167   if(bytes_amount != nullptr) {
168     std::unordered_set<const char*> affected_links;
169
170     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
171       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
172
173         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0) {
174           double lat=0.0;
175
176           std::vector<LinkImpl*> route;
177           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, &lat);
178           latency = MAX(latency, lat);
179
180           for (auto link : route)
181             affected_links.insert(link->cname());
182         }
183       }
184     }
185
186     nb_link = affected_links.size();
187   }
188
189   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
190     if (flops_amount[i] > 0)
191       nb_used_host++;
192
193   XBT_DEBUG("Creating a parallel task (%p) with %d hosts and %d unique links.", this, host_nb, nb_link);
194   this->latency_ = latency;
195
196   this->variable_ = lmm_variable_new(model->getMaxminSystem(), this, 1.0,
197       (rate > 0 ? rate : -1.0),
198       host_nb + nb_link);
199
200   if (this->latency_ > 0)
201     lmm_update_variable_weight(model->getMaxminSystem(), this->getVariable(), 0.0);
202
203   for (int i = 0; i < host_nb; i++)
204     lmm_expand(model->getMaxminSystem(), host_list[i]->pimpl_cpu->constraint(), this->getVariable(), flops_amount[i]);
205
206   if(bytes_amount != nullptr) {
207     for (int i = 0; i < host_nb; i++) {
208       for (int j = 0; j < host_nb; j++) {
209         if (bytes_amount[i * host_nb + j] > 0.0) {
210           std::vector<LinkImpl*> route;
211           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, nullptr);
212
213           for (auto link : route)
214             lmm_expand_add(model->getMaxminSystem(), link->constraint(), this->getVariable(),
215                            bytes_amount[i * host_nb + j]);
216         }
217       }
218     }
219   }
220
221   if (nb_link + nb_used_host == 0) {
222     this->setCost(1.0);
223     this->setRemains(0.0);
224   }
225   xbt_free(host_list);
226 }
227
228 Action* NetworkL07Model::communicate(s4u::Host* src, s4u::Host* dst, double size, double rate)
229 {
230   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 2);
231   double *flops_amount = xbt_new0(double, 2);
232   double *bytes_amount = xbt_new0(double, 4);
233
234   host_list[0]    = src;
235   host_list[1]    = dst;
236   bytes_amount[1] = size;
237
238   return hostModel_->executeParallelTask(2, host_list, flops_amount, bytes_amount, rate);
239 }
240
241 Cpu *CpuL07Model::createCpu(simgrid::s4u::Host *host,  std::vector<double> *speedPerPstate, int core)
242 {
243   return new CpuL07(this, host, speedPerPstate, core);
244 }
245
246 LinkImpl* NetworkL07Model::createLink(const char* name, double bandwidth, double latency,
247                                       e_surf_link_sharing_policy_t policy)
248 {
249   return new LinkL07(this, name, bandwidth, latency, policy);
250 }
251
252 /************
253  * Resource *
254  ************/
255
256 CpuL07::CpuL07(CpuL07Model* model, simgrid::s4u::Host* host, std::vector<double>* speedPerPstate, int core)
257     : Cpu(model, host, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, speedPerPstate->front()), speedPerPstate,
258           core)
259 {
260 }
261
262 CpuL07::~CpuL07()=default;
263
264 LinkL07::LinkL07(NetworkL07Model* model, const char* name, double bandwidth, double latency,
265                  e_surf_link_sharing_policy_t policy)
266     : LinkImpl(model, name, lmm_constraint_new(model->getMaxminSystem(), this, bandwidth))
267 {
268   bandwidth_.peak = bandwidth;
269   latency_.peak   = latency;
270
271   if (policy == SURF_LINK_FATPIPE)
272     lmm_constraint_shared(constraint());
273
274   s4u::Link::onCreation(this->piface_);
275 }
276
277 Action *CpuL07::execution_start(double size)
278 {
279   sg_host_t*host_list = xbt_new0(sg_host_t, 1);
280   double *flops_amount = xbt_new0(double, 1);
281
282   host_list[0] = getHost();
283   flops_amount[0] = size;
284
285   return static_cast<CpuL07Model*>(model())->hostModel_->executeParallelTask(1, host_list, flops_amount, nullptr, -1);
286 }
287
288 Action *CpuL07::sleep(double duration)
289 {
290   L07Action *action = static_cast<L07Action*>(execution_start(1.0));
291   action->maxDuration_ = duration;
292   action->suspended_ = 2;
293   lmm_update_variable_weight(model()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), 0.0);
294
295   return action;
296 }
297
298 bool CpuL07::isUsed(){
299   return lmm_constraint_used(model()->getMaxminSystem(), constraint());
300 }
301
302 /** @brief take into account changes of speed (either load or max) */
303 void CpuL07::onSpeedChange() {
304   lmm_variable_t var = nullptr;
305   lmm_element_t elem = nullptr;
306
307   lmm_update_constraint_bound(model()->getMaxminSystem(), constraint(), speed_.peak * speed_.scale);
308   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(model()->getMaxminSystem(), constraint(), &elem))) {
309     Action* action = static_cast<Action*>(lmm_variable_id(var));
310
311     lmm_update_variable_bound(model()->getMaxminSystem(), action->getVariable(), speed_.scale * speed_.peak);
312     }
313
314   Cpu::onSpeedChange();
315 }
316
317
318 bool LinkL07::isUsed(){
319   return lmm_constraint_used(model()->getMaxminSystem(), constraint());
320 }
321
322 void CpuL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value){
323   XBT_DEBUG("Updating cpu %s (%p) with value %g", cname(), this, value);
324   if (triggered == speed_.event) {
325     speed_.scale = value;
326     onSpeedChange();
327     tmgr_trace_event_unref(&speed_.event);
328
329   } else if (triggered == stateEvent_) {
330     if (value > 0)
331       turnOn();
332     else
333       turnOff();
334     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
335
336   } else {
337     xbt_die("Unknown event!\n");
338   }
339 }
340
341 void LinkL07::apply_event(tmgr_trace_iterator_t triggered, double value) {
342   XBT_DEBUG("Updating link %s (%p) with value=%f", cname(), this, value);
343   if (triggered == bandwidth_.event) {
344     setBandwidth(value);
345     tmgr_trace_event_unref(&bandwidth_.event);
346
347   } else if (triggered == latency_.event) {
348     setLatency(value);
349     tmgr_trace_event_unref(&latency_.event);
350
351   } else if (triggered == stateEvent_) {
352     if (value > 0)
353       turnOn();
354     else
355       turnOff();
356     tmgr_trace_event_unref(&stateEvent_);
357
358   } else {
359     xbt_die("Unknown event ! \n");
360   }
361 }
362
363 void LinkL07::setBandwidth(double value)
364 {
365   bandwidth_.peak = value;
366   lmm_update_constraint_bound(model()->getMaxminSystem(), constraint(), bandwidth_.peak * bandwidth_.scale);
367 }
368
369 void LinkL07::setLatency(double value)
370 {
371   lmm_variable_t var = nullptr;
372   L07Action *action;
373   lmm_element_t elem = nullptr;
374
375   latency_.peak = value;
376   while ((var = lmm_get_var_from_cnst(model()->getMaxminSystem(), constraint(), &elem))) {
377     action = static_cast<L07Action*>(lmm_variable_id(var));
378     action->updateBound();
379   }
380 }
381
382 /**********
383  * Action *
384  **********/
385
386 L07Action::~L07Action(){
387   delete hostList_;
388   free(communicationAmount_);
389   free(computationAmount_);
390 }
391
392 void L07Action::updateBound()
393 {
394   double lat_current = 0.0;
395
396   int hostNb = hostList_->size();
397
398   if (communicationAmount_ != nullptr) {
399     for (int i = 0; i < hostNb; i++) {
400       for (int j = 0; j < hostNb; j++) {
401
402         if (communicationAmount_[i * hostNb + j] > 0) {
403           double lat = 0.0;
404           std::vector<LinkImpl*> route;
405           hostList_->at(i)->routeTo(hostList_->at(j), &route, &lat);
406
407           lat_current = MAX(lat_current, lat * communicationAmount_[i * hostNb + j]);
408         }
409       }
410     }
411   }
412   double lat_bound = sg_tcp_gamma / (2.0 * lat_current);
413   XBT_DEBUG("action (%p) : lat_bound = %g", this, lat_bound);
414   if ((latency_ == 0.0) && (suspended_ == 0)) {
415     if (rate_ < 0)
416       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), lat_bound);
417     else
418       lmm_update_variable_bound(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable(), std::min(rate_, lat_bound));
419   }
420 }
421
422 int L07Action::unref()
423 {
424   refcount_--;
425   if (!refcount_) {
426     if (action_hook.is_linked())
427       stateSet_->erase(stateSet_->iterator_to(*this));
428     if (getVariable())
429       lmm_variable_free(getModel()->getMaxminSystem(), getVariable());
430     delete this;
431     return 1;
432   }
433   return 0;
434 }
435
436 }
437 }